随着便携式电子产品的普及,非挥发存储器取得了巨大的成功,但当前主流非挥发存储器——Flash,即将因器件尺寸等比缩小而达到物理极限。阻变存储器(RRAM)有望取而代之,而氧化铜体系的MIM结构的RRAM在众多材料体系中,因易集成、低成本、无污染、高速度等各方面优异性能而备受关注。　　本文在系统回顾了RRAM基本特性与当前国际上的主要研究进展后,总结了其从实验室研究走向量产的过程中面临的技术问题,本文重点针对温度稳定性、大量样本测试算法与统计研究的挑战、与客户应用的衔接等重要问题,对1Mbit的CuxSiyORRAM展开研究,具体研究内容如下:　　发展了一套针对大存储阵列、基于统计数据的研究阻变存储器温度可靠性的测试与数据统计方法;研究了温度对Forming软击穿过程、Forming电压、Set/Reset过程的功耗等的影响,总结出其受温度影响的规律;通过变温测试研究高阻态和低阻态随温度变化的稳定性与可操作窗口的变化;基于1Mbit阵列统计数据,实验确定新型CuxSiyORRAM在温度稳定性方面大大优于传统CuxORRAM,并从激活能角度给予解释;设计实验研究了Forming算法对RRAM低阻态稳定性的影响;在实验结果基础上建立了一个热学与电学结合的微观模型,按温度区间分别解释了其转换和导电机制,分析了热学和电学各自所起的作用。最后,在面向应用的重要环节中,建立了一个初步的SPICEModel,并在仿真设计环境中得到验证。　　通过本文对1MBitCuxSiyORRAM性能随温度变化规律、微观机理解释、SPICEModel建立等方面的系统研究,为RRAM走向大规模量产奠定了理论和方法上的基础。